一种低成本高寿命连铸中间包湍流控制器及其制备方法

文档序号:9638678阅读:499来源:国知局
一种低成本高寿命连铸中间包湍流控制器及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种低成本高寿命连铸中间包湍流控制器及其制备方法,属连铸耐火 材料工艺技术领域。
【背景技术】
[0002] 在连铸机中间包内设置湍流控制器,可以改变中间包内钢水的运行路线,延长停 留时间,促进夹杂物的上浮排除,对提高铸坯质量有重要作用。近年来,湍流控制器生产技 术向大型化、长寿化发展,发明了复合式湍流控制器,但复合式湍流控制器的生产成本也大 幅提高,由此增加了连铸生产成本,应用推广受到较大影响。
[0003] 中国专利文献CN103658577A公开了一种连铸中间包复合式湍流控制器的制备方 法,复合式湍流控制器包括外壳、底板、套芯、膨胀缝、抗氧化涂层,外壳采用镁质浇注料浇 注成型,底板采用机压成型的镁碳砖砌筑,套芯采用机压成型的"扇形"镁碳砖砌筑,在外壳 与底板、外壳与套芯之间设置膨胀缝,在套芯的外表面上涂抹抗氧化涂层。该发明的不足: 复合式湍流控制器的生产成本高,应用推广受到限制。

【发明内容】

[0004] 针对现有复合式湍流控制器生产成本高的技术难题,本发明提供一种低成本高寿 命连铸中间包湍流控制器及其制备方法,这种湍流控制器以废镁碳砖和除尘灰为主要原材 料制备直接利用的废镁碳砖和低成本镁质浇注料、再生干式料、再生涂抹料,用于湍流控制 器的不同部位,使得本发明的湍流控制器的生产成本同比降低45%以上,用于板坯连铸中 间包的湍流控制器达到24~30小时,实现了低成本高寿命。
[0005] 术语说明
[0006] 废镁碳砖,本发明所述的废镁碳砖,是指用于精炼钢包、炼钢转炉、电炉的工作衬 用后的废镁碳砖,MgO含量彡65wt%。
[0007] 除尘灰,本发明所述的除尘灰,是指在电熔镁砂、高纯镁砂、中档镁砂、尖晶石等颗 粒料破碎、球磨生产现场除尘器收集的除尘灰,粒度=0. 047mm,MgO含量彡70wt%。
[0008] 发明详述:
[0009] -种低成本高寿命连铸中间包湍流控制器,包括外壳(1)、内芯(2)、底板(3)、涂 抹料层(4),底板(3)定位于外壳(1)内腔底的上面,内芯(2)的底部定位于底板(3)之上、 内芯⑵的纵向中心线与外壳⑴内腔的纵向中心线重合,涂抹料层⑷位于内芯⑵和 底板(3)的外表面上,湍流控制器的外壳(1)采用镁质浇注料浇注成型,内芯(2)采用再生 干式料振动成型,底板(3)采用废镁碳砖砌筑,底板周边(5)采用再生干式料填平捣实,涂 抹料层(4)采用再生涂抹料。
[0010] 优选的,所述湍流控制器外壳(1),呈上大下小的棱台形,上边的长度均比下边的 长度长80~320mm(如图2,图2中的s所示的为上边的长度与下边的长度的差的一半,即s为40~160mm)。优选的,所述的棱台形为正棱台,所述的棱台的横截面为正多边形。更 优选的,所述的棱台的横截面为正四边形、正五边形、正六边形或正八边形。
[0011] 优选的,湍流控制器的内芯⑵,中间空心呈圆柱形,直径⑷为300~450mm,外 壁呈上大下小的圆锥台形,上部壁厚(X)为90~120mm,下部壁厚(y)为60~90mm〇
[0012] 优选的,湍流控制器的底板(3)厚度a为80~120mm。
[0013] 优选的,涂抹料层(4)的厚度c为15~30mm。
[0014] 优选的,湍流控制器外壳(1)采样低成本镁质浇注料浇注成型,所述用于湍流控 制器外壳(1)的低成本镁质饶注料,按重量百分比由下述材料组成:5mmg粒度〈8_的烧 结镁砂25~30 %,3mm兰粒度<5mm的烧结镁砂10~15 %,1mm兰粒度<3mm的烧结镁砂 16~20 %,0· 083mm兰粒度〈1mm的烧结镁砂13~18 %,除尘灰15~20 %,粒度兰0· 047mm 的铝镁尖晶石微粉3. 0~5. 0 %,硅微粉0. 5~1. 5 %,纯铝酸钙水泥3. 3~4. 2 %,三聚磷 酸钠0. 15~0.2%,防爆纤维0.05~0. 1%。
[0015] 优选的,所述用于砌筑湍流控制器底板(3)的废镁碳砖,采用下列的制备方法制 备:清理掉废镁碳砖表面残留的残钢、钢渣,再用切砖机把废镁碳砖与钢水接触的变质层切 掉10~15mm,拣选出表观质量好、且残厚多50mm的废镁碳砖,进行喷淋水化处理,自然干 燥1~2天后,再装入加热炉内烘烤:①从常温开始以9~11°C/h升温速度升温至120~ 150°C;②在120~150°C保温4~8h;③再从120~150°C以9~11°C/h升温速度升温至 235~265°C;④在235~265°C保温4~8h;⑤停火自然冷却,冷却时间12~16h,将没有 发生膨胀裂纹、粉化、表观质量好的废镁碳砖检出,用于砌筑湍流控制器底板(3)。
[0016] 优选的,所述用于湍流控制器的涂抹料层(4)的再生涂抹料,按重量百分比由下 述材料组成:1mm5粒度〈3_的废镁碳砖颗粒料31~35 %,粒度〈1_的废镁碳砖颗粒料 30~35 %,粒度兰0.074mm的烧结镁砂细粉10~13 %,粒度兰0· 047mm的除尘灰15~ 19 %,软质黏土 2. 0~3. 0 %,硅微粉2. 0~3. 0 %,三聚磷酸钠0. 5~0. 7 %,木质素磺酸钙 0. 3~0. 5%,均为重量百分比;
[0017] 优选的,所述用于湍流控制器的内芯(2)和底板四周(5)的再生干式料,按重量百 分比由下述材料组成:3mm兰粒度<5mm的废镁碳砖颗粒料30~35%,1mm兰粒度<3mm的 废镁碳砖颗粒料15~20 %,粒度〈1mm的废镁碳砖颗粒料13~18 %,粒度5 0. 074mm的烧 结镁砂细粉14~20%,粒度兰0. 047mm的铝镁尖晶石3~5%,粒度兰0. 047mm的除尘灰 3~5 %,粒度刍0· 083mm的金属娃2. 0~2. 5 %,粒度刍0· 083mm的碳化娃3. 0~4. 0 %, 粒度兰0. 083mm的固体酚醛树脂3. 5~4. 0%,均为重量百分比。
[0018] 优选的,用于制备再生涂抹料、再生干式料的废镁碳砖颗粒料,采用以下步骤制 备:
[0019] ①水化处理:将拣选后、残厚<50mm的废镁碳砖进行喷淋水化处理、困料、自然风 干,作用是:使废镁碳砖中骨料与基质料在破碎中容易分离,减少假颗粒的数量,去除废镁 碳砖中A14C3;
[0020] ②把水化处理后的废镁碳砖采用颚式破机进行粗破,粗破后的颗粒料通过输送带 输送到对辑机进行细破,在输送带的末端为磁辑,对废镁碳砖颗粒料进行初次磁选;
[0021] ③对辊机细破、初次磁选后的废镁碳砖颗粒料,再通过输送带输送到振动筛进行 筛分,同样在输送带的末端有磁辊,对废镁碳砖颗粒料进行第二次磁选;
[0022] ④振动筛把废镁碳砖颗粒料筛分,得到三种颗粒级别的废镁碳砖颗粒料:3mm5 粒度〈5mm, 1mm3粒度〈3mm,粒度〈1mm,分类包装;
[0023] ⑤>5mm的废镁碳砖颗粒料送回颚破机,重复上述步骤②、③、④进行重新破碎、 磁选、筛分。
[0024] 根据本发明优选的,所述用于湍流控制器外壳(1)的低成本镁质浇注料,按重量 百分比由下述材料组成:5mm兰粒度<8mm的烧结镁砂30 %,3mm兰粒度<5mm的烧结镁砂 10 %,1mm兰粒度<3mm的烧结镁砂16%,0.083mm兰粒度〈1mm的烧结镁砂18%,除尘灰 15 %,粒度兰0. 047mm的铝镁尖晶石微粉5. 0 %,硅微粉1. 5 %,纯铝酸钙水泥4. 2 %,三聚磷 酸钠0. 2 %,防爆纤维0. 1 %。
[0025] 根据本发明优选的,所述用于湍流控制器的涂抹料层(4)的再生涂抹料,按重量 百分比由下述材料组成:1mm5粒度〈3_的废镁碳砖颗粒料31 %,粒度〈1mm的废镁碳砖颗 粒料35 %,粒度=0. 074mm的烧结镁砂细粉10 %,粒度=0. 047mm的除尘灰19 %,软质黏土 2. 0 %,硅微粉2. 0 %,三聚磷酸钠0. 5 %,木质素磺酸钙0. 5 %,均为重量百分比。
[0026] 根据本发明优选的,所述用于湍流控制器的内芯(2)和底板四周(5)的再生干 式料,按重量百分比由下述材料组成:3mm5粒度<5mm的废镁碳砖颗粒料35%,1mm兰粒 度<3mm的废镁碳砖颗粒料15 %,粒度〈1mm的废镁碳砖颗粒料13 %,粒度5 0. 074mm的烧 结镁砂细粉20 %,粒度写0. 047mm的铝镁尖晶石3 %,粒度写0. 047mm的除尘灰5 %,粒度 兰0· 083mm的金属硅2. 5%,粒度兰0· 083mm的碳化硅3. 0%,粒度兰0· 083mm的固体酚醛 树脂3. 5%,均为重量百分比。
[0027] 所述烧结镁砂,是以MgO含量为95wt%的轻烧氧化镁为原料,经压球、高温竖窑煅 烧等工艺生产而成,MgO含量百分比94~95wt%,颗粒体积密度彡3.lg/cm3。
[0028] 所述错镁尖晶石为MgO含量百分比为41. 6wt%、A1203含量百分比为56. 5wt%的 烧结尖晶石。
[0029] 所述娃微粉,是生产金属娃或娃铁合金的副产品;娃灰中Si02含量彡92wt%,粒 度全部小于5μm,且粒度小于2μm的占80~85 %。
[0030] 所述纯铝酸钙水泥牌号为CA-70。牌号为CA-70的纯铝酸钙水泥的具体指标如 下:Α120368·5-71·5%;CaO26.5-30.5 % ;Si02< 0.5%;Fe203彡 0.5%;比表面积(cm2/ g)彡5000 ;凝结时间初凝(min)彡150 ;终凝(h)彡6 ;24h养护强度(MPa)抗折强度 (MPa)彡5、抗压强度(MPa)彡40、耐火度(°C) 1680。
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